袁 博，胡俊辉

（南京航空航天大学 机械结构力学及控制国家重点实验室，南京210016）

0 引 言

随着生物技术的发展，各类微生物可以为我们提供诸如生物药品、生物化学试剂、生物柴油、生物催化剂、生物敏感材料［1⁃2］等生物产品。因为绝大部分有用的细胞产物都位于细胞内部，所以需要使用一定的手段对细胞产物进行释放。利用某些方法对生物细胞的细胞壁和细胞膜进行破碎，从细胞内部释放产物的过程被称为细胞破碎。常见的细胞破碎方法按照是否利用机械作用力，可分为机械破碎法（如珠磨法、高压均质法、超声处理法等）和非机械破碎法（如酶处理法、化学试剂法、微波处理法等）［3⁃5］。在机械破碎法中，超声破碎法因为能处理低剂量样品、操作简便、结构简单可靠等优点，被广泛应用于实验室的细胞破碎。

超声破碎的设备具有多种形状和工作方式，按照破碎设备与样品是否直接接触，可以分为接触式和非接触式两种［6］。接触式超声破碎仪通常采用带有变幅杆结构的换能器，将变幅杆的端部伸入被破碎样品的溶液或悬浊液中，变幅杆端部振动在液体中产生的超声波对细胞进行破碎。接触式破碎仪的局限性在于：与被破碎样品相接触的变幅杆端部会造成交叉污染，在破碎细菌与病毒时产生感染性气雾；而其优点在于声辐射端面与液体样品直接接触，超声处理的效率较高。最初的非接触式超声破碎仪使用贴有超声换能器的水槽，把盛有被破碎样品溶液或悬浊液的密封试管浸入开启了超声的水槽中，进行破碎工作。……